CN114040626B - 一种适用于电气电子设备的机柜 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种适用于电气电子设备的机柜,所述机柜内设有布置区域;所述布置区域包括:机箱区域,用于设置机箱,设于机柜内中部;终端模块及配线区域,终端模块及配线区域的一侧设于机柜内机箱区域的一侧;基本安装件及布线区域,位于机箱区域的相对两侧;以及器件安装区域,设于机柜内靠近基本安装件及布线区域和终端模块及配线区域的角部;所述机箱区域的一侧与所述机箱区域的相对两侧相邻。本发明实施例通过机箱区域、终端模块及配线区域、基本安装件及布线区域和器件安装区域改变现有机柜的布置格局,避免了现有机柜空余空间浪费较大的问题,大大提高了机柜内部的空间利用率的同时保证了可操作性。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于电气电子设备的机柜。
背景技术
机柜是容纳各种电气电子设备如机箱、器件和线缆等的自支撑机壳。核级机柜的设计要求是能够在正常环境和地震或冲击载荷下维持自身稳定可操作的结构,吸收外界冲振能量,保证内部各电气电子设备正常运行。
目前,应用于安全级DCS系统机柜主要存在以下问题:操作性和布置密度的协调问题:现有机柜的柜内布置设计,往往为保证布置密度,器件和线缆多出现重叠遮挡影响操作性的问题,而为了提高操作性,不得不进一步增大机柜尺寸,空间使用率较差。
发明内容
本发明实施例提供一种适用于电气电子设备的机柜,以提高机柜的空间使用率。
本发明实施例通过下述技术方案实现:
一种适用于电气电子设备的机柜,所述机柜内设有布置区域;所述布置区域包括:
机箱区域,用于设置机箱,设于机柜内中部;
终端模块及配线区域,终端模块及配线区域的一侧设于机柜内机箱区域的一侧;
基本安装件及布线区域,位于机箱区域的相对两侧;以及
器件安装区域,设于机柜内靠近基本安装件及布线区域和终端模块及配线区域的角部;
所述机箱区域的一侧与所述机箱区域的相对两侧相邻。
进一步的,所述布置区域还包括:
第一操作区域,用于设置操作面,设于机柜内机箱区域的另一侧;以及
第二操作区域,用于设置操作面,设于终端模块及配线区域的另一侧。
进一步的,所述机柜的柜体包括:侧板、顶板、底板、两个立柱和立柱对接件;
所述侧板、顶板、底板、立柱和立柱对接件围成框体;所述顶板为镂空结构;
所述立柱对接件为中空结构;所述立柱对接件包括用于卡入立柱的内部型腔;所述内部型腔设有用于卡入顶板或底板的矩形凸起;所述内部型腔设有向内部型腔内倾斜的侧壁片以卡紧立柱;所述立柱通过立柱对接件连接顶板或底板后焊接固定;所述顶板和底板上分别设有减重型腔;
所述侧板为侧通风板,所述侧通风板包括:
加强框,具有多个矩形结构的安装口;以及
至少一个通风筛板,每个通风筛板均设于所述安装口。
进一步的,所述柜体靠近立柱的横梁上布置有螺纹安装孔阵列,螺纹安装孔阵列的各个螺纹孔用于安装转接支架。
进一步的,所述基本安装件及布线区域设有:
基本安装架,包括:
至少一个角轨,沿柜体高度方向布置,角轨的一侧用于安装减宽支架,角轨的另一侧用于安装机箱托架;
至少一个减宽支架,所有的减宽支架均匀安装在角轨的一侧;以及
至少一个机箱托架,所有的机箱托架均匀安装在角轨的另一侧。
进一步的,所述基本安装件及布线区域还设有:
布线装置,包括:
钣金线槽,设有至少一个用于布置多股线缆的捆线桥以及用于安装线槽挡板的安装件;
至少一个线槽挡板,均匀分布于钣金线槽;
至少一个走线架,包括:
至少一个捆线单元,每个捆线单元为“口”型结构,沿捆线单元的长度方向所在面上设有若干个捆线孔;
安装底座,用于安装在柜体上,通过连接件将各个捆线单元连接为一体;以及
线缆托盘,用于转接线缆,安装在机柜内靠近机箱区域的一侧。
进一步的,所述器件安装区域设有:
方孔条,具有条形结构,方孔条的一侧设有用于安装标准浮动螺母的阵列方孔,方孔条的另一侧设有用于安装器件安装板的通孔;以及
器件安装板,包括:
钢板,通过所述通孔螺接于立柱,用于安装各类器件,钢板的两侧设有捆线腰形孔;以及
DIN导轨,用于螺接于所述钢板。
进一步的,所述机柜的柜体的相对两侧上均设有柜门,所述机柜的宽度大于深度;两个柜门分别覆盖第一操作区域和第二操作区域;
所述柜门为双开门结构,柜门包括小门和大门;
所述小门和大门均通过外置铰链与柜体铰接,小门和大门的一侧边缘均采用切角造型,小门和大门内侧均焊接有沿边缘分布的导电布槽;小门和大门上均设有加强框结构;小门另一侧边缘设有用于和大门密封对接的折弯台阶;
所述大门开设有贯通式通风孔阵列;贯通式通风孔阵列的内侧对应位置焊接有安装内衬,所述安装内衬与大门门板之间形成隔腔;所述安装内衬为半包围钣金结构,所述安装内衬上设有多组竖直排列的安装口以及与安装口对应的螺接安装接口,所述安装接口用于安装导流板,风扇组件、屏蔽滤网或挡板。
进一步的,所述机箱为3U高度,机箱的最大容纳点数为576,所述终端模块为配合机箱使用的背挂式终端模块。
进一步的,所述机柜设有减震装置,所述减震装置包括转接板、上减震器和下减震器;所述上减震器通过转接板与机柜顶部转接;所述下减震器通过转接板与下减震器连接;所述上减震器和下减震器均为钢丝绳减震器。
本发明实施例与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
为本发明实施例的一种适用于电气电子设备的机柜,通过机箱区域、终端模块及配线区域、基本安装件及布线区域和器件安装区域改变现有机柜的布置格局,避免了现有机柜空余空间浪费较大的问题,大大提高了机柜内部的空间利用率的同时保证了可操作性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为现有机柜布置结构示意图。
图2为实施例机柜布置结构示意图。
图3为本发明实施例的整体示意图。
图4为本发明实施例的前部示意图(隐藏前门)。
图5为本发明实施例的后部示意图(隐藏后门)。
图6为本发明实施例的加装减震器组件示意图。
图7为本发明实施例的各组件分解图。
图8本发明实施例所使用的机箱及终端模块示意图。
图9为本发明实施例的框架组件分解图。
图10为本发明实施例的顶盖分解图。
图11为本发明实施例的底座分解图。
图12为本发明实施例的立柱分解图。
图13为本发明实施例的立柱上下对接件示意图。
图14为本发明实施例的基本安装组件示意图。
图15为本发明实施例的角规示意图。
图16为本发明实施例的减宽支架示意图。
图17为本发明实施例的布线组件示意图。
图18为本发明实施例的钣金线槽示意图。
图19为本发明实施例的走线架示意图。
图20为本发明实施例的走线架布置线缆示意图。
图21为本发明实施例的器件安装组件示意图。
图22为本发明实施例的柜门组件示意图。
图23为本发明实施例的小门示意图。
图24为本发明实施例的大门示意图
图25为本发明实施例的导流板和风扇工作示意图。
图26为本发明实施例的侧通风板示意图。
附图中标记及对应的零部件名称:
01-现有操作面,02-现有机箱,03-难利用空间,04-线槽终端模块和器件,1101-上操作面;1103-基本安装件及布线区域,1104-器件安装区域,1105-下操作面,1106-终端模块及配线区域,1-柜体,101-顶盖,1011-内部减重型腔结构a,1012-加强筋a,1013-盖板a,102-底座,1021-内部减重型腔结构b,1022-加强筋b,1023-盖板b,103-立柱,1031-侧板,1032-一体化辊压钣金件,1033-横梁,1034-内凹台阶,1035-螺纹孔阵列,104-立柱对接件;2-基本安装架,201-角规,2011-外层立柱,2012-内衬,2013-加强板,202-减宽支架,2021-开孔矩形板,2022-开孔蝶形板,203-机箱托架;3-布线装置,301-钣金线槽,302-线槽挡板,303-走线架,3031-捆线单元,3032-安装底座,3033-螺纹销,304-线缆托盘;4-器件安装件,401-方孔条,402-器件安装板;5-柜门,501-小门,5011-外置铰链a,5012-加强框结构a,5013-门锁座,5014-导电布槽,502-大门,5021-外置铰链b,5022-加强框结构b,5023-贯通式通风孔阵列,5024-安装内衬,5025-安装口,5026-导流板,5027-风扇组件,5028-屏蔽滤网,5029-挡板,5030-斜板,5031-屏蔽网a,5032-风扇,5033-风扇框架,5034-屏蔽网b,5035-门板;6-侧通风板,601-通风筛板,602-加强框,603-标志牌,7-机箱,8-终端模块,9-减震器,901-转接板,902-上减震器,903-下减震器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
在以下描述中,为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而,对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中,为了避免混淆本发明,未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中,对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着:结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此,在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外,可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的示图都是为了说明的目的,并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本发明的描述中,术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例
为提高机柜的空间使用率,本发明实施例提供一种适用于电气电子设备的机柜,所述机柜内设有布置区域;所述布置区域包括:机箱区域,用于设置机箱,设于机柜内中部;终端模块及配线区域,终端模块及配线区域的一侧设于机柜内机箱区域的一侧;基本安装件及布线区域,位于机箱区域的相对两侧;以及器件安装区域,设于机柜内靠近基本安装件及布线区域和终端模块及配线区域的角部;所述机箱区域的一侧与所述机箱区域的相对两侧相邻。
从而,本发明实施例通过机箱区域、终端模块及配线区域、基本安装件及布线区域和器件安装区域改变现有机柜的布置格局,避免了现有机柜空余空间浪费较大的问题,大大提高了机柜内部的空间利用率的同时保证了可操作性。
参考图1所示,现有的机柜往往使用了如图1所示的布置,即现有机箱02居中靠前布置,现有机箱依靠转接支架固定在机柜侧面,机柜后部两侧面放置线槽终端模块和器件04,机柜下部的现有操作面01深入机柜内很深;现有机箱02的左右两侧为难利用空间03;这种布局的最大问题在于:1)线槽、终端模块和器件的安装堆积在机柜后部两侧区域,空间较为紧张,如果不够安装需要增加空间的话则只能加深机柜的尺寸(所以现有的机柜往往为正方形或长矩形形状,即深度不小于宽度);2)线槽、终端模块和器件的安装区域由于接线量较大(同时存在着机箱-终端模块、终端模块-现场、各类器件-机箱/现场三类接线),设备类型繁杂,极可能和机箱后部的操作面产生重叠,互相干扰,降低可操作性;3)机箱后部和线槽器件的操作面都位于柜内且侧操作面深度较大,所以有大量空余空间仅能用于操作维护浪费较大;4)机箱两侧的空间由于机箱安装转接支架的遮挡,基本无法使用。
为解决现有机柜空间利用率和操作性的问题,本发明对机柜布局进行了重新设计,如图2所示,机柜包括上操作面1101、机箱7、基本安装件及布线区域1103、器件安装区域1104、下操作面1105和终端模块及配线区域1106;所述机柜的柜体的相对两侧上均设有柜门,即机柜的上操作面外和下操作面外设有柜门5。
进一步的,所述布置区域还包括:第一操作区域,用于设置上操作面,设于机柜内机箱区域的上侧;以及第二操作区域,用于设置下操作面,设于终端模块及配线区域的下侧。
所述机柜的宽度大于深度;两个柜门分别覆盖第一操作区域和第二操作区域,即上下两个柜门5覆盖上操作面和下操作面。
主要特点在于:1)机柜采用板式形状,即宽度大于深度,目的在于将机柜上操作面和下操作面放在前后门位置,避免操作者探入作业;2)机箱居中前置,机箱两侧空间利用为基本安装件及布线区域1103,可保证机箱的安装接口的稳定性同时不影响线缆的安装和操作;3)采用机箱背挂式终端模块,线缆使用线缆托盘转接,大量减少了柜内其他位置的器件布置;4)机柜后部两侧为器件安装区域1104,配线区域的线缆通过双层线缆支架进行分配,可分别转接到机箱后部和器件安装区域上,互不干扰。
综上所述,本发明的机柜布局的所有操作面基本都位于前后门的平面内,器件和线缆互相无遮挡,内部无空间浪费,可大大提高机柜内部的空间利用率同时保证可操作性。
可选地,为实现核电和舰船力学环境通用,柜体的一阶频率超过30Hz,可包络核电厂和舰船环境对于框架的刚度要求,在核电厂环境应用时直接焊接在地面预埋件上,在舰船舱室环境应用时可使用减震器进行螺接。
为实现核电和舰船环境的抗腐蚀包络性,机柜使用304L不锈钢为主体材料,外露导电位置进行钝化处理,满足舰船舱室环境应用的防腐蚀要求,并包络核电厂环境。
参考图1-26所示,本发明实施例提供一种适用于电气电子设备的机柜,包括机柜柜体1、设于机箱区域的机箱7、设于基本安装件及布线区域基本安装架2、设于器件安装区域的器件安装件4、设于终端模块及配线区域的终端模块8;机柜柜体具有通用的对外接口,核电厂应用时可直接焊接于现场地面预埋件,舰船舱内应用时通过装卸减震器9可与现场螺接,如图6所示。
本发明实施例对机柜的内部空间规划布置、整体框架结构、防护和通风等方面进行了设计,可选地,具体实施方案如下:
机柜为板式形状(即宽度大于深度),尺寸为800mm×600mm×1800mm(宽×深×高,尺寸可按需调整);机柜的基本布置如图2所示,在由柜体1和柜门5围成的内部空间里(尺寸约730mm×558mm×1772mm,宽×深×高),基本安装架2和柜体1相连,一方面作为机架式设备的安装接口,一方面也作为柜体的一部分加强结构;机箱7为标准19英寸系列宽度尺寸,安装在基本安装架2上,布置在机柜中部靠前;机箱7后部安装背挂式终端模块8,如图8所示,直接面对后门方向,连接从基本安装件及布线区域分配过来的线缆;基本安装件及布线区域可实现柜内线缆的分配,在机柜前端两侧汇集线缆,并可从正面操作维护,线缆可分配到器件安装件4以及机箱前后;器件安装件4位于机柜后部两侧,可在其上自由布置器件。柜门5位于柜体1的前后两侧,采用模块化设计可实现机柜的防护等级、散热方式和风道走向的自由调整。侧通风板6位于柜体1的左右两侧,依靠侧面的内凹结构可实现机柜的侧面通风以及在并柜情况下的侧面通风。
可选地,所述机柜的柜体包括:侧板、顶板、底板、两个立柱和立柱对接件;所述侧板、顶板、底板、立柱和立柱对接件围成框体;所述顶板为镂空结构;所述立柱对接件为中空结构;所述立柱对接件包括用于卡入立柱的内部型腔;所述内部型腔设有用于卡入顶板或底板的矩形凸起;所述内部型腔设有向内部型腔内倾斜的侧壁片以卡紧立柱;所述立柱通过立柱对接件连接顶板或底板后焊接固定;所述顶板和底板上分别设有减重型腔。
可选地,侧板为侧通风板。
柜体1包括侧通风板6、顶板101、底板102、立柱103、立柱对接件104焊接而成,如图9所示,顶板101、底板102、立柱103均为扁平结构,即在框架正面的投影面积很小,其中立柱正面投影宽度35mm,顶板为12mm(不含前后两条局部加强筋),底板16mm(不含前后两条局部加强筋),机柜的可用空间率为83.5%;底座立柱对接件104同时插入立柱103与顶板101和底板102,在立柱103与顶板101和底板102的对接位置内侧堆焊外侧坡口焊接,在底座立柱对接件104插入与顶板101和底板102的空腔位置填焊,这样可有效保证小立柱截面的连接稳固性。
顶板101和底板102的结构如图10和图11所示,主要特点在于采用一定厚度的整钢板作为主体,内部加工内部减重型腔结构a1011和内部减重型腔结构b 1021,内部减重型腔结构a1011和内部减重型腔结构b 1021是在钢板上使用激光切割直接镂空后焊接盖板a1013和焊接盖板b 1023来成型,以避免机加工的过大铣削量,降低加工成本,同时焊接横向加强筋a 1012和加强筋b 1022;其中,顶板101和底板102的中部都设计了用于线缆进出的矩形镂空,需用时可安装穿墙件框架或者线缆抱箍,不用时用螺接挡板盖住;镂空结构的形状主要根据角规201和减震器9的安装接口和减重需求进行调整,作用是在避开结构传力路径的其他位置上减重;底板102厚度16mm,焊接15mm高度的加强筋a 1012,顶板厚度12mm,焊接15mm高度的加强筋b1022,加强筋a和加强筋b的作用是在顶板和底板中部位置进行横向加强,以抵消镂空后带来的刚度下降,其尺寸依据顶板101和底板102的镂空布局调整。
立柱103结构如图12所示,由一体折弯的侧板1031、具备“凹”字形多折结构的一体化辊压钣金件1032和横梁1033焊接而成;其中,横梁1033相对于侧板1031外侧形成一个内凹台阶1034,内凹台阶深度约为立柱宽的一半,侧板1031中部在横梁1033之间的区域可开设通风口,配合侧通风板6可实现机柜的侧面通风以及在紧密排布情况下的侧面通风(在并柜情况下,两机柜之间仍可存在35mm×400mm的换气通道);横梁1033内外有用于内外安装的螺纹孔阵列1035,上下间距参考英制UNIT单位以配合常用机箱设备的布置,左右间距为整数进制,可基于横梁1033的通用接口,安装基本安装架中的减宽支架202以及各类扩展支架类结构件;立柱103的内表面为一整平面,无台阶和突起,以便于自由配置扩展支架位置。
立柱对接件104为一盒状零件,插入立柱103后利用其上的塞焊孔焊接组合,内部型腔为内倾斜侧壁1041,以减少立柱103对接位置的刚度不连续,立柱对接件104下部有两块矩形突起,插入顶板101和底板102再将缝隙填焊,可保证立柱103和顶板101、底板102之间的稳固连接,如图13所示。
本发明的机柜框架重量为140kg,空柜重量为190kg,与同类核电安全级DCS机柜(空柜重量在300~600kg)相比,具有较大的重量优势。
所述侧板为侧通风板6,所述侧通风板包括:加强框,具有多个矩形结构的安装口;以及至少一个通风筛板,每个通风筛板均设于所述安装口。进一步的,所述柜体靠近立柱的横梁上布置有螺纹安装孔阵列,螺纹安装孔阵列的各个螺纹孔用于安装转接支架。
侧通风板6采用通风筛板601和加强框602的矩形叠加焊接结构,中部安装标志牌603,其中通风筛板601为圆形冲孔板,圆孔直径不大于3mm,如图26所示。
进一步的,所述基本安装件及布线区域设有:基本安装架,包括:至少一个角轨,沿柜体高度方向布置,角轨的一侧用于安装减宽支架,角轨的另一侧用于安装机箱托架;至少一个减宽支架,所有的减宽支架均匀安装在角轨的一侧;以及至少一个机箱托架,所有的机箱托架均匀安装在角轨的另一侧。
基本安装架如图14所示,包括角规201、减宽支架202和机箱托架203,三者同时起到了组成结构内框架的作用,和柜体1形成了主要承载结构,经计算此结构框架一阶频率超过30Hz,可同时满足舰船环境和核电厂环境的结构刚度需求。
角规201由开有方孔的“勺子形”折弯钣金外层立柱2011、用于加强结构的半包围形内衬2012和用于和减宽支架螺接的加强板2013焊接而成;其中,内衬2012和外层立柱2011等长度,在其内侧多点堆焊以加强结构;加强板2013也在如外层立柱2011内侧焊接,其位置对应横梁1033的位置,起到加强对接位置强度的作用,图15所示。
减宽支架202由两块方形开孔矩形板2021和两块开孔蝶形板2022拼合焊接而形成了方筒式结构,如图16所示;使用时,由于其筒式结构特征,连接角规201和立柱103之后,仍可实现线缆上下敷设的通道,同时对线缆区域的正面操作面也遮挡很小;同时,减宽支架202其制作材料为具有高阻尼特性的减震合金,其筒式结构在保证结构支撑的同时也具有一定的柔性,从而可实现在振动工况下吸收能量,提高框架结构阻尼的作用。
机箱托架203为一个L形的钣金折弯件,主要作用在于支撑机箱类设备,两端和角规201螺接,也成为承载框架的一部分。
进一步的,所述基本安装件及布线区域还设有:布线装置,包括:钣金线槽,设有至少一个用于布置多股线缆的捆线桥以及用于安装线槽挡板的安装件;至少一个线槽挡板,均匀分布于钣金线槽;至少一个走线架,包括:至少一个捆线单元,每个捆线单元为“口”型结构,沿捆线单元的长度方向所在面上设有若干个捆线孔;安装底座,用于安装在柜体上,通过连接件将各个捆线单元连接为一体;以及线缆托盘,用于转接线缆,安装在机柜内靠近机箱区域的一侧。可选地,走线架为双层走线架。
布线装置3包括:钣金线槽301、线槽挡板302,双层走线架303和线缆托盘304,如图17所示,其中钣金线槽301和线槽挡板302为螺接结构,安装在柜体的前端两侧,双层走线架303安装在柜体1的中部两侧,线缆托盘安装在机柜后部的角规201上,正对机箱的后部下方。
钣金线槽301为多段半包围形状的钣金折弯件,内侧加工了多处捆线桥用于多股线缆的布置,钣金线槽301上有用于安装线槽挡板302压铆螺母,安装线槽挡板302后保证机柜正面的美观和简洁。
走线架使用螺纹销3033将不止一个的捆线单元3031和安装底座3032连接而成;捆线单元3031为“口字形”铝合金机加工件,沿长边面分布有捆线孔;捆线单元3031和安装底座3032以及相互之间可自由旋转,如图19所示;走线架在柜体1上阵列安装时,如图20所示,可实现多层线缆捆扎,即形成了线缆的“立体交通”,各类线缆分层敷设,互不干扰,可自由分配来自于钣金线槽301到机箱后部和器件安装件4。
本发明实施例的线缆空间在机箱两侧,可在机柜正面和背面进行操作,总共的线缆通道截面积超过80000mm2。
进一步的,所述器件安装区域设有:器件安装件;器件安装件包括:方孔条,具有条形结构,方孔条的一侧设有用于安装标准浮动螺母的阵列方孔,方孔条的另一侧设有用于安装器件安装板的通孔;以及器件安装板,包括:钢板,通过所述通孔螺接于立柱,用于安装各类器件,钢板的两侧设有捆线腰形孔;以及DIN导轨,用于螺接于所述钢板。
可选地,器件安装件4包括:方孔条401和器件安装板402。
方孔条401为Z字形折弯结构,一侧用于安装标准浮动螺母的阵列方孔,一侧有用于螺接在立柱103上的通孔,一般在柜体1后端两侧各安装两组,可为器件安装板402提供可调接口,如图21所示;器件安装板402,为一个两侧开设了捆线腰形孔的钢板和35mmDIN导轨螺接而成,可用于安装各类器件。
进一步的,所述柜门为双开门结构,柜门包括小门和大门;所述小门和大门均通过外置铰链与柜体铰接,小门和大门的一侧边缘均采用切角造型,小门和大门内侧均焊接有沿边缘分布的导电布槽;小门和大门上均设有加强框结构;小门另一侧边缘设有用于和大门密封对接的折弯台阶;所述大门开设有贯通式通风孔阵列;贯通式通风孔阵列的内侧对应位置焊接有安装内衬,所述安装内衬与大门门板之间形成隔腔;所述安装内衬为半包围钣金结构,所述安装内衬上设有多组竖直排列的安装口以及与安装口对应的螺接安装接口,所述安装接口用于安装导流板,风扇组件、屏蔽滤网或挡板。
柜门5如图22所示。采用双开门设计,以减少柜门打开后对外部空间的占用,但由于柜门宽度较窄,不适宜布置大的通风面,所以双开柜门使用了不对称设计,小门501和大门502组成,小门501的主用于结构支撑,大门502用于通风散热,如图22所示。
小门501采用外置铰链a 5011,一侧边缘采用切角造型,内侧焊接有沿边缘分布的导电布槽5014,一方面用于粘贴导电泡棉,另一方面用于加强结构,同时焊接横向的加强框结构a5012,形成加强框架;另一侧边缘设计折弯台阶,用于和大门502的对接和密封;小门501内侧上下采用不脱出式螺栓固定的门锁座5013将其螺接在柜体的对应位置,如图23所示。
大门502如图24和22所示,采用外置铰链b 5021,一侧边缘采用切角造型,内侧焊接有沿边缘分布的导电布槽,一方面用于粘贴导电泡棉,另一方面用于加强结构,同时焊接横向的加强框结构5022b,形成加强框架;正面开设有贯通式通风孔阵列5023,通风孔为方形、圆形或六边形形状,内部任意两点之间的距离不大于5mm,其分布占据高度80%以上的比例,宽度占据总宽度30%以上的比例,通风孔阵列面积约为43200mm2,保证了足够的通风面积;贯通式通风孔阵列5023的内侧对应位置焊接有安装内衬5024,并与门板5035形成隔腔,深度约为20mm,隔腔的作用在于缓冲非垂直进出气流的流向[主要针对后文所述的导流板5026,风扇组件5027的应用];安装内衬5024为半包围钣金结构,其上有多组竖直排列的安装口5025以及对应的螺接安装接口,可根据需要安装导流板5026,风扇组件5027、屏蔽滤网5028或挡板5029,从而自由调整机柜的防护等级、散热方式和风道走向,如图25所示。
导流板5026采用斜板5030+屏蔽网5031结构,其中屏蔽网a 5031为100目不锈钢丝网,斜板5030的倾斜角度和顶部开口应保证其斜面沿45°的投影面可覆盖安装口5025,以保证IP33的防水要求,实现水流朝下,气流朝上的分离;
风扇组件5027中的风扇5032轴向垂直布置,风扇框架5033下部有斜板结构,并安装100目不锈钢丝网的屏蔽网b5034,可实现IP33的防水通风,风扇5032翻转安装即可调整其散热模式进风/排风,如图24和图25所示。屏蔽滤网5028为100目不锈钢丝网,有钣金边框,螺接安装,可实现IP30的防护。挡板5029为整块钢板,螺接安装,可封堵不用的安装口5025。
综上所述,机柜的防护等级、散热方式和风道走向的典型方案包括但不限于以下几种:
1)前后门自然对流+IP30/IP33,前后门均安装屏蔽滤网5028/导流板5026;
2)全向自然对流+IP30/IP33,前后门和侧通风板6位置内侧均安装屏蔽滤网5028/导流板5026;
3)前门进风+后门出风的强制散热+IP30/IP33,前门安装屏蔽滤网5028/导流板5026,后门安装风扇组件5027+挡板5029(通风量大小可调整两者的数量比例,风扇为排风模式);
4)底部进风+顶部出风的强制散热+IP33,前后门底部安装风扇组件5027(风扇为进风模式),顶部安装风扇组件5027(风扇为排风模式),中部空余接口安装挡板5029;
5)加强侧面进风的强制散热+IP30/IP33,前后门安装风扇组件5027+挡板5029(通风量大小可调整两者的数量比例,风扇组件为顶部排风模式,底部进风模式),侧通风板(6)位置内侧也开设通风口安装屏蔽滤网5028/导流板5026。
可见,本发明的防护等级、散热方式和风道走向可在不改变机柜外形不影响外观的情况下进行多种方案的灵活配置或转变,可满足舰船舱室和核电站环境的应用需求。
进一步的,所述机箱为3U高度,机箱的最大容纳点数为576,所述终端模块为配合机箱使用的背挂式终端模块。
可选地,本发明实施例使用的机箱7为3U高度,14槽(12张功能卡+2张电源卡),板卡采用了高密度设计,配合背挂式终端模块8,每张板卡最大点数48,机箱最大容纳点数为576;因使用了高密度机箱及终端,本发明的柜内点数布置的最大限制在于线缆空间,经试验,在使用1mm2铜线截面积(包含绝缘防护层的直径约2.5mm)的线缆并保证其可操作性的前提下,机柜可最多布置5组最大点数状态的机柜及终端(线缆的总截面积占总线缆空间截面积的45%,留出必要的分区和操作空间),即机柜最大可容纳点数为2880,已经远超一般核电仪控机柜和工控机柜的点数(一般为500-1000),所以本发明实施例在保证了小型化和高操作性的同时也具备极高的点数密度。
进一步的,所述机柜设有减震装置,所述减震装置包括转接板、上减震器和下减震器;所述上减震器通过转接板与机柜顶部转接;所述下减震器通过转接板与下减震器连接;所述上减震器和下减震器均为钢丝绳减震器。
减震装置包括转接板901、上减震器902和下减震器903,减震器装置属于可选配件,机柜安装到舰船舱室内时使用;其中转接板901由热轧角钢型材切割加工而成,用于机柜顶部和上减震器902的转接,上减震器902和下减震器903都为钢丝绳减震器,螺接到对应接口。
从而,本发明实施例柜门采用模块化可扩展的通风散热设计,主要特点在于:1)机柜柜门上设计了上下贯通式通风孔阵列,保证最大限度的可用通风面积;2)柜门采用双层通风结构,外层为通风板,内层为安装板,可根据需要在内层布置盲板、屏蔽网、挡水导风板和风扇等结构,从而自由调整通风量、风道状态、散热模式和防护等级,同时不会改变机柜的外观;3)挡水导风板和风扇采用了“水气分流”的理念,可至少保证IP33的防护等级,同时不存在滤网浸湿降低通风能力的问题,此防护等级可满足核电厂和舰船舱内的防护要求;4)机柜的侧壁内凹,外侧也安装了贯通式通风板,可根据需求在内侧安装通风结构,即在并柜情况下也形成侧面的热交换通道。
综上所述,本发明的散热设计具备可用通风面积大、布置调整灵活、外观一致性好、通风效率高和兼顾舰船舱内和核电站应用的特点,相对于现有机柜具备较大的优势。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种适用于电气电子设备的机柜,其特征在于,所述机柜内设有布置区域;所述布置区域包括:
机箱区域,用于设置机箱,设于机柜内中部;
终端模块及配线区域,终端模块及配线区域的一侧设于机柜内机箱区域的一侧;
基本安装件及布线区域,位于机箱区域的相对两侧;以及
器件安装区域,设于机柜内靠近基本安装件及布线区域和终端模块及配线区域的角部;
所述机箱区域的一侧与所述机箱区域的相对两侧相邻;
所述机柜的柜体包括:侧板、顶板、底板、两个立柱和立柱对接件;
所述顶板、底板、立柱均为扁平结构;
所述侧板为侧通风板;
所述机柜的柜体的相对两侧上均设有柜门,所述柜门为双开门结构,柜门包括小门和大门;
小门和大门内侧均焊接有沿边缘分布的导电布槽;
所述大门开设有贯通式通风孔阵列;贯通式通风孔阵列的内侧对应位置焊接有安装内衬,所述安装内衬与大门门板之间形成隔腔;
所述机柜的宽度大于深度;两个柜门分别覆盖第一操作区域和第二操作区域;
所述小门和大门均通过外置铰链与柜体铰接,小门和大门的一侧边缘均采用切角造型,小门和大门上均设有加强框结构;小门另一侧边缘设有用于和大门密封对接的折弯台阶;
所述安装内衬为半包围钣金结构,所述安装内衬上设有多组竖直排列的安装口以及与安装口对应的螺接安装接口,所述安装接口用于安装导流板,风扇组件、屏蔽滤网或挡板;
所述机柜设有减震装置,所述减震装置包括转接板、上减震器和下减震器;所述上减震器通过转接板与机柜顶部转接;所述下减震器通过转接板与下减震器连接;所述上减震器和下减震器均为钢丝绳减震器。
2.根据权利要求1所述机柜,其特征在于,所述布置区域还包括:
第一操作区域,用于设置操作面,设于机柜内机箱区域的另一侧;以及
第二操作区域,用于设置操作面,设于终端模块及配线区域的另一侧。
3.根据权利要求1所述机柜,其特征在于,
所述侧板、顶板、底板、立柱和立柱对接件围成框体;所述顶板为镂空结构;
所述立柱对接件为中空结构;所述立柱对接件包括用于卡入立柱的内部型腔;所述内部型腔设有用于卡入顶板或底板的矩形凸起;所述内部型腔设有向内部型腔内倾斜的侧壁片以卡紧立柱;所述立柱通过立柱对接件连接顶板或底板后焊接固定;所述顶板和底板上分别设有减重型腔;
所述侧通风板包括:
加强框,具有多个矩形结构的安装口;以及
至少一个通风筛板,每个通风筛板均设于所述安装口。
4.根据权利要求1所述机柜,其特征在于,所述柜体靠近立柱的横梁上布置有螺纹安装孔阵列,螺纹安装孔阵列的各个螺纹孔用于安装转接支架。
5.根据权利要求1所述机柜,其特征在于,所述基本安装件及布线区域设有:
基本安装架,包括:
至少一个角轨,沿柜体高度方向布置,角轨的一侧用于安装减宽支架,角轨的另一侧用于安装机箱托架;
至少一个减宽支架,所有的减宽支架均匀安装在角轨的一侧;以及
至少一个机箱托架,所有的机箱托架均匀安装在角轨的另一侧。
6.根据权利要求5所述机柜,其特征在于,所述基本安装件及布线区域还设有:
布线装置,包括:
钣金线槽,设有至少一个用于布置多股线缆的捆线桥以及用于安装线槽挡板的安装件;
至少一个线槽挡板,均匀分布于钣金线槽;
至少一个走线架,包括:
至少一个捆线单元,每个捆线单元为“口”型结构,沿捆线单元的长度方向所在面上设有若干个捆线孔;
安装底座,用于安装在柜体上,通过连接件将各个捆线单元连接为一体;以及
线缆托盘,用于转接线缆,安装在机柜内靠近机箱区域的一侧。
7.根据权利要求1所述机柜,其特征在于,所述器件安装区域设有:
方孔条,具有条形结构,方孔条的一侧设有用于安装标准浮动螺母的阵列方孔,方孔条的另一侧设有用于安装器件安装板的通孔;以及
器件安装板,包括:
钢板,通过所述通孔螺接于立柱,用于安装各类器件,钢板的两侧设有捆线腰形孔;以及
DIN导轨,用于螺接于所述钢板。
8.根据权利要求3所述机柜,其特征在于,所述机箱为3U高度,机箱的最大容纳点数为576,所述终端模块为配合机箱使用的背挂式终端模块。
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